題目列表(包括答案和解析)
鐵路轉(zhuǎn)變處的彎道半徑r是根據(jù)地形決定的,彎道處要求外軌比內(nèi)軌高,其內(nèi)外軌高度差h的設(shè)計(jì)不僅與r有關(guān),還取決于火車(chē)在彎道上行駛的速率。下表中是鐵路設(shè)計(jì)人員技術(shù)手冊(cè)中彎道半徑r及與之相對(duì)應(yīng)的軌道的高度差h。
彎道半徑r(m) | 660 | 330 | 220 | 165 | 132 | 110 |
內(nèi)外軌高度差h(m) | 0.05 | 0.10 | 0.15 | 0.20 | 0.25 | 0.30 |
(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù),試導(dǎo)出h與r關(guān)系的表達(dá)式,并求出當(dāng)r=440 m時(shí),h的設(shè)計(jì)值。
(2)鐵路建成后,火車(chē)通過(guò)彎道時(shí),為保證絕對(duì)安全,要求內(nèi)外軌道均不向車(chē)輪施加側(cè)面壓力,又民知我國(guó)鐵路內(nèi)外軌的距離設(shè)計(jì)值為L=1.435 m,結(jié)合表中數(shù)據(jù),求出我國(guó)火車(chē)的轉(zhuǎn)彎速率v(路軌傾角很小時(shí),正弦值按正切值處理);
(09年長(zhǎng)春市一調(diào))鐵路轉(zhuǎn)變處的彎道半徑r是根據(jù)地形決定的,是一個(gè)不變值。轉(zhuǎn)變處其內(nèi)外軌高度差h的設(shè)計(jì)不僅與r有關(guān),還與火車(chē)在彎道上的行駛速度v有關(guān)。下列說(shuō)法正確的是( )
A.彎道處要求外軌一定比內(nèi)軌高
B.彎道處要求外軌一定比內(nèi)軌低
C.轉(zhuǎn)彎處內(nèi)外軌的高度差h越大,要求火車(chē)通過(guò)的最大速度v越小
D.轉(zhuǎn)彎處內(nèi)外軌的高度差h越大,要求火車(chē)通過(guò)的最大速度v越大
【選做題】本題包括A、B、C三小題,請(qǐng)選定其中兩題,并在相應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)作答。若三題都做,則按A、B兩題評(píng)分。
A.(選修模塊3-3)(12分)
1.下列說(shuō)法中正確的是( )
A.蔗糖受潮后會(huì)粘在一起,沒(méi)有確定的幾何形狀,它是非晶體
B.一定質(zhì)量氣體壓強(qiáng)不變溫度升高時(shí),吸收的熱量一定大于內(nèi)能的增加量
C.因?yàn)閿U(kuò)散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動(dòng)的劇烈程度都與溫度有關(guān),所以擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動(dòng)也叫做熱運(yùn)動(dòng)
D.液體的表面層就象張緊的橡皮膜而表現(xiàn)出表面張力,是因?yàn)楸砻鎸拥姆肿臃植急纫后w內(nèi)部緊密
2.將1ml的純油酸配成500ml的油酸酒精溶液,待均勻溶解后,用滴管取1ml油酸酒精溶液,讓其自然滴出,共200滴,則每滴油酸酒精溶液的體積為_(kāi)_____ml,F(xiàn)在讓其中一滴落到盛水的淺盤(pán)內(nèi),待油膜充分展開(kāi)后,測(cè)得油膜的面積為200cm2,則估算油酸分子的直徑是_________m(保留一位有效數(shù)字)。
3.如圖所示,一直立汽缸用一質(zhì)量為m的活塞封閉一定量的理想氣體,活塞橫截面積為S,汽缸內(nèi)壁光滑且缸壁導(dǎo)熱良好,開(kāi)始時(shí)活塞被螺栓K固定,F(xiàn)打開(kāi)螺栓K,活塞下落,經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)時(shí)間后,活塞停在B點(diǎn),已知AB=h,大氣壓強(qiáng)為p0,重力加速度為g。
(1)求活塞停在B點(diǎn)時(shí)缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)p;
(2)設(shè)周?chē)h(huán)境溫度保持不變,求整個(gè)過(guò)程中通過(guò)缸壁傳遞的熱量Q。
B.(選修模塊3-4)(12分)
(1)下列說(shuō)法中正確的是( )
A.眼睛直接觀察全息照片不能看到立體圖象
B.電磁波和機(jī)械波都能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象
C.驅(qū)動(dòng)力頻率等于系統(tǒng)固有頻率時(shí),受迫振動(dòng)的振幅最大,這種現(xiàn)象叫共振。
D.在測(cè)定單擺周期時(shí),為減小實(shí)驗(yàn)誤差,最好在小球經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)
(2)相對(duì)論論認(rèn)為時(shí)間和空間與物質(zhì)的速度有關(guān);在高速前進(jìn)中的列車(chē)的中點(diǎn)處,某乘客突然按下手電筒,使其發(fā)出一道閃光,該乘客認(rèn)為閃光向前、向后傳播的速度相等,都為c,站在鐵軌旁邊地面上的觀察者認(rèn)為閃光向前、向后傳播的速度_______(填“相等”、“不等”)。并且,車(chē)上的乘客認(rèn)為,電筒的閃光同時(shí)到達(dá)列車(chē)的前、后壁,地面上的觀察者認(rèn)為電筒的閃光先到達(dá)列車(chē)的______(填“前”、“后”)壁。
(3)如圖所示,某列波在t=0時(shí)刻的波形如圖中實(shí)線,虛線為t=0.3s(該波的周期T>0.3s)時(shí)刻的波形圖。已知t=0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P正在做加速運(yùn)動(dòng),求質(zhì)點(diǎn)P振動(dòng)的周期和波的傳播速度。
C.(選修模塊3-5)(12分)
(1)下列說(shuō)法正確的是( )
A.電子的衍射現(xiàn)象說(shuō)明實(shí)物粒子的波動(dòng)性
B.235U的半衰期約為7億年,隨地球環(huán)境的變化,半衰期可能變短
C.原子核內(nèi)部某個(gè)質(zhì)子轉(zhuǎn)變?yōu)橹凶訒r(shí),放出β射線
D.氫原子的核外電子由較高能級(jí)躍遷到較低能級(jí)時(shí),要釋放一定頻率的光子,同時(shí)電子的動(dòng)能增加,電勢(shì)能減小
(2)2009年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主威拉德·博伊爾和喬治·史密斯主要成就是發(fā)明了電荷耦合器件(CCD)圖像傳感器。他們的發(fā)明利用了愛(ài)因斯坦的光電效應(yīng)原理。如圖所示電路可研究光電效應(yīng)規(guī)律。圖中標(biāo)有A和K的為光電管,其中K為陰極,A為陽(yáng)級(jí)。理想電流計(jì)可檢測(cè)通過(guò)光電管的電流,理想電壓表用來(lái)指示光電管兩端的電壓。現(xiàn)接通電源,用光子能量為10.5eV的光照射陰極K,電流計(jì)中有示數(shù),若將滑動(dòng)變阻器的滑片P緩慢向右滑動(dòng),電流計(jì)的讀數(shù)逐漸減小,當(dāng)滑至某一位置時(shí)電流計(jì)的讀數(shù)恰好為零,讀出此時(shí)電壓表的示數(shù)為6.0V;現(xiàn)保持滑片P位置不變,光電管陰極材料的逸出功為_(kāi)_______,若增大入射光的強(qiáng)度,電流計(jì)的讀數(shù)________(填“為零”或“不為零”)。
(3)一個(gè)靜止的,放出一個(gè)速度為v1的粒子,同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)新核,并釋放出頻率為的γ光子。寫(xiě)出該核反應(yīng)方程式,求出這個(gè)核反應(yīng)中產(chǎn)生的新核的速度v2。(不計(jì)光子的動(dòng)量)
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一個(gè)有一定厚度的圓盤(pán),可以繞通過(guò)中心垂直于盤(pán)面的水平軸轉(zhuǎn)動(dòng),用下面的方法測(cè)量它勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的角速度。
實(shí)驗(yàn)器材:電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、米尺、紙帶、復(fù)寫(xiě)紙片。
實(shí)驗(yàn)步驟:
(1)如圖1所示,將電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在桌面上,將紙帶的一端穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔后,固定在待測(cè)圓盤(pán)的側(cè)面上,使得圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),紙帶可以卷在圓盤(pán)側(cè)面上。
(2)啟動(dòng)控制裝置使圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)接通電源,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器開(kāi)始打點(diǎn)。
(3)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間,停止轉(zhuǎn)動(dòng)和打點(diǎn),取下紙帶,進(jìn)行測(cè)量。
① 由已知量和測(cè)得量表示的角速度的表達(dá)式為ω= 。式中各量的意義是:
.
② 某次實(shí)驗(yàn)測(cè)得圓盤(pán)半徑r=5.50×10-2m,得到紙帶的一段如圖2所示,求得角速度為 。
(1),T為電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔,r為圓盤(pán)的半徑,x2、x1是紙帶上選定的兩點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)的米尺的刻度值,n為選定的兩點(diǎn)間的打點(diǎn)數(shù)(含兩點(diǎn))。 (2)6.8/s。 |
一、選擇題(每小題4分,共48分)
1.BC:氣體失去了容器的約束會(huì)散開(kāi),是由于擴(kuò)散現(xiàn)象的原因;水變成水蒸汽時(shí),需要吸收熱量,分子動(dòng)能不變,分子勢(shì)能增加,選B。氣體體積增大,壓強(qiáng)不變溫度升高,由熱力學(xué)第一定律可知,吸熱,故選C。氣體壓強(qiáng)與氣體分子的平均動(dòng)能和單位體積內(nèi)的分子數(shù)有關(guān),氣體溫度升高,體積變大時(shí),壓強(qiáng)可以不變或減小。
2.A:干路中總電阻變大,電流變小,路端電壓變大;電容器的電荷量變大,電源總功率變小,燈泡變暗。
3.AC:汽車(chē)上坡時(shí)的牽引力大于下坡時(shí)的牽引力,故下坡的速度一定大于v;阻力一定大于重力沿斜面的分力,否則不可能達(dá)到勻速運(yùn)動(dòng)。
4.D:P點(diǎn)加速運(yùn)動(dòng)說(shuō)明此波向左傳播,故Q點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng),N點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)。
5.B:子彈上升速度減小,阻力變小,加速度變小,下降時(shí)向上的阻力變大,向下的合力變小,加速度仍變小。
6.BD:彈簧的彈性勢(shì)能增大,物體的重力勢(shì)能減小;物體的機(jī)械能變小,系統(tǒng)的機(jī)械能不變。
7.B:小球的質(zhì)量未知,動(dòng)能無(wú)法求出;加速度可由公式Δs=at2求出;不是無(wú)精度釋放的位置,不滿足相鄰距離奇數(shù)之比關(guān)系;當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣任粗,不能?yàn)證小球下落過(guò)程中機(jī)械能是否守恒。
8.AD;只能外軌高于內(nèi)軌時(shí),斜面的支持力和重力的合力才能指向軸心;疖(chē)轉(zhuǎn)變的向心力是重力和支持力的合力,推得:mgtanθ=m; anθ=;得:v2=hr;故選AD。
9.AD若彈簧的長(zhǎng)度大于原長(zhǎng),說(shuō)明m2的摩擦力大于其重力的分力,故μ1<μ2;若彈簧的長(zhǎng)度小球原長(zhǎng),說(shuō)明m1的摩擦力大于其重力的分力,μ1>μ2。
10.BC:小燈泡的伏安特性曲線是在電阻變化下畫(huà)出的,其斜率不是電阻;電阻是電壓與電流的比值;功率是電壓與電流的乘積。
11.C:物體與衛(wèi)星的角速度相同,半徑大的線速度大;由a=ω2r可知加速度是衛(wèi)星的大;該衛(wèi)星不一定是同步衛(wèi)星,也可能是和同步衛(wèi)星相同高度的逆著地球自轉(zhuǎn)方向的衛(wèi)星。
12.A:將每個(gè)區(qū)域的電場(chǎng)合成,畫(huà)出垂直電場(chǎng)線的等勢(shì)面。
二、實(shí)驗(yàn)題(12分)
13.(1)0.830。3分)(2)D。3分)(3)B (3分) (4)9.76 (3分)
14.(10分)解:設(shè)O點(diǎn)距A點(diǎn)的距離為h,AB的距離s,下落時(shí)間為t1,初速度為v0,則無(wú)電場(chǎng)平拋時(shí),水平:s=v0t1 (1分) 豎直:h= 。1分)
得:s= (2分)
有電場(chǎng)平拋時(shí),水平:2s=v0t2。1分) 豎直:h= 。1分)
豎直方向的加速度 a=(1分) 代入得:2s= (1分)
解得:E= 。3分)
15.(10分)解:(1)依題知,木塊受到的滑動(dòng)摩擦力為3.12N (1分)
而 f=μN(yùn)=μmg (2分)
得動(dòng)摩擦因數(shù)μ==0.4 (2分)
(2)木塊受力如圖所示,根據(jù)牛頓第二定律有
F-mgsinθ-f1=ma ① (2分)
而f1=μN(yùn)1=μmgcosθ ② 。2分)
聯(lián)立①②式并代入數(shù)據(jù)解得:F=8.7N 。1分)
16.(10分)解:設(shè)
根據(jù)動(dòng)量守恒定律,有
(
解得:v1= (2分)
根據(jù)動(dòng)能定理,彈簧對(duì)兩個(gè)物體做的功分別為:
W1=m(2v0)2-mv02=mv02 。2分)
W2=
彈簧對(duì)兩個(gè)物體做的功分別為:W=W1+W2= (1分)
17.(10分)解:(1)物體由A到B,設(shè)到達(dá)B點(diǎn)速度為vt,由動(dòng)能定理得:
Eqx0-μmgx0=。2分) 解得:vt=
由公式:0--2μgs (1分)
得物塊距OO / 的最大水平距離:s==x0 (1分)
(2)設(shè)物塊在傳送帶上速度減為零后,從傳送帶返回達(dá)到與傳送帶相同的速度v0時(shí)的位移為x,由動(dòng)能定理得:μmgx=-0 (1分)
得:x=x0<x0,故物塊沒(méi)有到達(dá)B點(diǎn)時(shí),已經(jīng)達(dá)到了和傳送帶相同的速度。
(1分)
物塊在傳送帶上向左運(yùn)動(dòng)的時(shí)間:t1= 。1分)
物塊從左向右返回到與傳送帶具有相同速度v0的時(shí)間: (1分)
物塊相對(duì)傳送帶運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中傳送帶的位移:s1=v0(t1+t2) (1分)
傳送帶所受到的摩擦力:f=μmg
電動(dòng)機(jī)對(duì)傳送帶多提供的能量等于傳送帶克服摩擦力做的功:
W=fs1=μmg× 。1分)
說(shuō)明:其它方法正確同樣得分。
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